水肥管理对稻田土壤甲烷和氧化亚氮排放的影响

就稻田水肥管理以甲烷和氧化亚氮排放的影响研究进行了综述，文章分析表明，甲烷和氧化亚氮的排放条件存在明显的反位关系，即有利于甲烷排放的水分条件往往不利于氧化亚氮的排放，稻田温室气体的排放与水分管理的历史有明显的关系，不同的肥料施用对甲烷和氧化亚氮排放影响的机制不同。因此，要真正有效地控制温室气体的排放必须首先弄清甲烷和氧化亚氮在不同条件下的排放关系。     

稻田水分管理和秸秆还田对甲烷排放的微生物影响

为了探讨不同水分管理和秸秆还田对稻田甲烷排放的影响机理,依托中国科学院亚热带农业生态研究所长沙农业环境监测研究站长期定位试验,选择长期淹水(CF)、秸秆还田+长期淹水(HS+CF)、常规灌溉(IF)、秸秆还田+常规灌溉(HS+IF)4个处理,应用限制性片段长度多态技术(T-RFLP)和实时荧光定量PCR技术在DNA和c DNA水平对比研究不同水分管理和秸秆还田影响稻田土壤甲烷排放的微生物分子机理。结果表明:长期淹水处理的甲烷排放量显著高于常规灌溉处理,秸秆还田处理对甲烷排放的影响不显著。产甲烷菌和甲烷氧化菌群落结构只对土壤水分管理产生响应,对秸秆还田没有响应。水分管理和秸秆还田显著影响产甲烷菌的数量,却对甲烷氧化菌数量没有影响。产甲烷菌和甲烷氧化菌群落组成和表达群落组成存在明显的分异,c DNA水平上产甲烷菌和甲烷氧化菌表达群落组成对水分管理的响应比DNA水平群落组成更敏感。稻田甲烷排放通量与mcr A和pmo A基因丰度和表达丰度均没有显著相关性,只与DNA水平基因丰度比值(mcr A/pmo A)呈显著正相关关系。可以看出,长期淹水处理可以通过改变土壤中产甲烷菌和甲烷氧化菌的群落结构和数量及两者数量的比例来调控甲烷的排放量。     

稻虾共作模式下土壤甲烷产生与氧化潜力及其对温度的响应特征

稻田是大气甲烷的重要人为排放源。为探讨不同稻田利用方式下甲烷产生和氧化潜力及其对温度的响应特征，以我国东南部地区常规稻田种植体系、由稻田转变来的稻虾种养结合体系和常规虾塘养殖体系为研究对象，分别采集位于江苏省句容市常规稻田（CR）、共作稻区（R-CR）和共作虾区（R-CC）以及常规虾塘（CC）土壤样品，在5℃、15℃、25℃和35℃条件下进行为期30 d的室内培养实验。结果表明：农业土地利用方式转变对甲烷产生和氧化潜力均有显著影响，甲烷产生潜力由大到小依次为：共作虾区、常规虾塘、共作稻区、常规稻田，分别为1.14、0.33、0.25和0.17 μg?g-1?d-1，甲烷氧化潜力从大到小依次为：常规稻田、常规虾塘、共作稻区、共作虾区，分别为1.38、1.01、1.00和0.71 μg?g-1?d-1。由于水分管理差异以及饲料、氮肥投入导致底物和环境因子差异造成了产甲烷菌、甲烷氧化菌的活性差异，使得不同土地利用类型土壤呈现不同的甲烷产生和氧化潜力特征；甲烷产生潜力随培养温度的升高呈指数增长，在5℃、15℃、25℃和35℃时的平均值分别为0.13、0.26、0.55和0.95 μg?g-1?d-1。而甲烷氧化潜力仅在低温时比较敏感，在15℃、25℃、35℃时与5℃下的甲烷氧化潜力存在显著差异，而三种培养温度之间无显著差异（甲烷氧化潜力在5℃、15℃、25℃和35℃时分别为0.71、1.14、1.14和1.11 μg?g-1?d-1）。总体上，甲烷产生潜力对温度的响应强于甲烷氧化潜力。此外，土壤甲烷产生和氧化潜力均受温度或土地利用类型单因素的显著影响（P<0.01），但两者的交互效应仅对土壤甲烷产生潜力存在显著影响，对甲烷氧化潜力并无显著影响。     

大于80年自然风干保存土壤中甲烷氧化菌的复苏与富集

本研究通过对长期保存的土壤标本中甲烷氧化菌的复苏和富集培养，明确了活性甲烷氧化菌类群及其氧化甲烷潜力，同时分析了对长期干旱胁迫有较强抗逆性的甲烷氧化菌种类。研究主要针对自然风干保存83～87年的采集自福建龙岩荒地、江西南昌水田、四川华阳旱地、甘肃榆中林地、青海湟源和青海都兰牧场的6个土壤标本进行了高浓度甲烷条件下的微宇宙培养，利用气相色谱法测定了甲烷气体浓度动态变化情况以研究其甲烷氧化能力；在获得富集培养物后提取基因组DNA，利用16S rRNA和pmo A基因高通量测序分析了整体微生物和甲烷氧化菌的群落结构；同时，利用两种基因的长片段克隆测序对优势甲烷氧化菌序列进行了系统发育分析。结果显示：经过短暂的复苏，6例土壤档案样品均表现出强烈的甲烷氧化活性，前两代富集液甲烷氧化速率较慢，甲烷氧化速率仅为1.4～3.8μg/(mL·h)，而第三代富集液的甲烷氧化速率达到了4.9～7.7μg/(mL·h)。其中，福建龙岩、江西南昌、青海都兰3个样品的富集物还可以将高浓度甲烷持续氧化到大气甲烷浓度(1.8μL/L)以下。高通量测序结果表明，6种富集物中甲烷氧化菌在细菌总量中的占比为39%～85%;...     

稻作制有机肥地下水位对稻田甲烷排放的影响

采用大田小区试验和长期定位模拟试验，研究了稻作制、有机肥、地下水位对稻田甲烷排放的影响。结果表明，水稻不同生育期甲烷的排放规律4种稻作制有比较一致的变化趋势，甲、晚稻均以分蘖期甲烷的排放速率最大，以后逐渐减少。4种作制中稻－稻－绿肥甲烷的排放量最小；有机肥施用可明显增加甲烷的排放量；高水位稻田甲烷的排放量明显高于低水位稻田；晚稻甲烷的排放量高于早稻。     

家畜肠道和粪便甲烷排放研究进展

家畜采食饲料在胃肠道发酵及其排泄粪便在处理贮存过程中会产生甲烷，目前每年的排放量超过全球甲烷排放总量的1／4。甲烷是主要的温室气体，会破坏大气臭氧层。减少家畜肠道和粪便的甲烷产量对提高饲料能量利用率和改善环境具有重要意义。该文在对目前反刍动物甲烷排放影响因素、肠道甲烷排放量和粪便甲烷排放量测定方法等方面的研究现状进行分析的基础上，就如何减少家畜肠道和粪便的甲烷产量提出了自己的看法。     

华中稻田甲烷排放的施肥效应及施肥策略

研究了实施几种不同比例有阶肥及化肥的施肥方案对稻田甲烷排放的影响。在维持氮、磷、钾含量其本不变时，施较多的有机肥是甲烷排放率高的重要原因，而施较多化肥则能降低甲烷排放；同样是有机肥，已在沼气池中发酵后的沼渣经干燥后对稻田甲烷徘放的正效应要大大低于“新鲜”有机肥；有机肥数量及性质的改变对甲烷排放的影响程度要远远大于改变化肥量对甲烷排放的影响，即有机肥的数量及性质显影响稻田甲烷排放的主要因素；控制甲烷排放的方法应重点放在控制有机肥的施用上，沼渣作为一种再生性的资源，具有多种优点，能够用来代替目前常用的有机肥。沼渣肥与化肥结合施用可能是降低稻田甲烷排放的有效措施。     

反刍动物甲烷排放预测模型研究现状

作为大气中一种重要的温室气体，甲烷产生的温室效应已日益引起人们的关注，而反刍动物是甲烷最大的人为排放源之一。该文就国内外对反刍动物甲烷排放预测模型的有关研究进行了分析和综述，主要对反刍动物甲烷排放预测的经验模型和机理模型进行了分析比较。最后，结合中国国内当前关于甲烷排放研究的实际情况，对中国反刍动物甲烷排放需进一步研究的问题进行了探讨。     

长期施肥对湖南稻田甲烷排放的影响

采用静态箱-气相色谱法对长期不同施肥处理的稻田甲烷排放进行了手动观测。结果表明，不同施肥处理的稻田甲烷排放具有一致的规律，混施有机肥的处理甲烷排放大于单施氮肥的处理，同施用稻草相比，发酵猪粪处理的甲烷排放较少。文章还对影响稻田甲烷排放的因素进行了讨论。     

Meta分析湖南省双季稻田甲烷排放影响因素

稻田是农业生产中甲烷的主要排放源。探索不同农田管理措施对甲烷排放的影响,对湖南省双季稻可持续生产意义重大。该研究利用Meta分析方法,基于该区域53篇公开发表研究文章中收集的840对数据研究发现:湖南省双季稻田中,双季稻甲烷排放占全年甲烷排放的97.9%,且晚稻甲烷排放显著大于早稻;冬闲期种植作物显著增加了双季稻田43.88%(P 0.05)的甲烷排放;免耕和复合种养(稻田养鸭、稻田养鱼等)则分别显著降低了双季稻26.84%、37.02%(P 0.05)的甲烷排放;另一方面,从单位产量甲烷排放来看,施氮肥显著降低了双季稻40.01%(P 0.05)排放量,这主要是由于水稻产量显著提高了73.87%(P0.05);施有机肥和秸秆还田显著增加稻田甲烷排放量,显著增加了68.11%、71.80%(P 0.05)的双季稻单位产量甲烷排放量。研究结果表明,在湖南双季稻生产中合理采用免耕、复合种养措施并合理化肥料投入等措施有利于平衡该区域水稻增产与甲烷减排。     

再生稻产量形成的生理生态特性与关键栽培技术的研究与展望

本文介绍了目前我国再生稻的发展现状,从发育遗传和生理生态角度综述了近年来再生稻产量形成的研究进展,提出采用人工收割高留桩栽培再生稻时,选择头季分蘖力相对较弱、再生季再生力强的重穗型杂交籼稻品种(组合)易获高产;而采用机械化收割低留桩栽培再生稻时,选择具强低位芽再生力的杂交籼稻品种或感光性弱的重穗型杂交粳稻品种(组合)、籼粳交水稻品种(组合)易获高产。头季成熟期至再生季齐穗期根系活力的强弱,直接影响再生季产量的高低,再生季稻高产的前提是健壮的头季根系和一定数量新生根系的有效结合,这有利于促进腋芽的萌发成苗、增加每平方米穗数,是再生稻高产增产的关键。在此基础上,提出适时早播、畦栽沟灌、二次烤田、重施促芽肥、适高留桩的人工收割高留桩再生稻栽培技术,并从品种选择、再生季施肥、留桩高度等方面探讨了机械化收割低留桩蓄留再生稻的关键栽培技术及生理生态机制。最后提出了我国再生稻发展亟待解决的几个问题,认为当前轻简化的机收低留桩再生稻是我国再生稻发展的方向,并对机收低留桩再生稻的进一步研究作了展望。     

基于IPCC SRES A1B 情景下的福建省水稻生产模拟研究

选择福建省作为研究区域,根据地形特点划分了3个水稻种植区,选取17个样点及9个代表性品种,采用2006—2007年的逐日气象资料及同期区试产量资料对作物的遗传参数进行了调试;根据IPCC排放情景特别报告(SRES)中的A1B方案,利用区域气候模式PRECIS构建的气候变化情景文件与作物模型(CERES-Rice)耦合,采用雨养与灌溉两种方式,并综合考虑未来CO2浓度增加带来的直接增益效应,模拟了未来2020s及2040s气候变化对福建省水稻生产的影响。结果表明:无论是雨养方式还是灌溉方式,未来全省各稻区水稻生育期在两种情景下都将缩短,单季稻生育期天数减少幅度最大,2040s情景下达到20 d以上。未来双季稻种植区早稻与单季稻均表现为减产。2020s情景下闽东南稻区早稻减产率达到12.4%(雨养)和11.3%(灌溉);闽西北双季稻区早稻减产程度略小。单季稻区雨养水稻7.1%及灌溉水稻2.1%的减产主要来自中熟品种的负贡献。2040s减产幅度将进一步加大。与此相反,未来两种情景下双季稻区后季稻均表现为增产,但产量波动性较大。2020s情景下闽西北双季稻区灌溉后季稻产量增产达到21.0%,增产幅度大于闽东南地区的10.6%;雨养方式下后季稻增产幅度略小。2040s各稻区后季稻增产幅度将减小。未来水稻生长季的土壤水分条件将变得不如目前湿润,与之相关各稻区灌溉需要量均有所增加。总之,由于大气CO2肥效作用可在一定程度上提高未来气候变化下后季稻产量,全省水稻总产近期将有所增加,雨养与灌溉方式下分别增长0.4%及1.7%,但变化趋势是随着未来温度的增加总产将减少,负贡献主要来自于单季稻和早稻。     

“多效好”对提高优质米产量及品质作用的研究

本试验用240ppm“多效好”分别在优质米“白优香”的孕穗期、始穗期及灌浆期作叶面喷施,早造每亩增产稻谷17.73kg,晚造增产22.83kg;精米品质也得到提高,蛋白质,早造提高1.63％,晚造提高0.40％;脂肪,早造提高0.20％,晚造提高0.05％;直()淀粉,早造降低1.60％,晚造降低6.60％;氨基酸,早造在17种氨基酸中有15种提高,总氨基酸含量提高0.63％,晚造在17种氨基酸中有12种提高,总氨基酸含量提高0.20％.表明“多效好”有较好的提高产量及改善品质的作用。     

不同品种水稻糙米对Cd Cu Zn积累特性的研究

以酸性矿山废水污染的含有多种重金属的农田土壤为供试土壤,通过盆栽实验,研究不同水稻品种,不同类型、不同遗传背景水稻糙米重金属Cd、Cu、Zn的积累差异。结果表明,供试水稻糙米Cd含量为0.006～0.092mg·kg-1,最高值和最低值相差15倍;Cu含量为6.712～27.117mg·kg-1,最高值和最低值相差4倍;Zn含量为28.390～43.296mg·kg-1,最高值和最低值相差不到1倍。常规稻和杂交稻糙米的Cd、Cu、Zn含量差异不明显。三系杂交稻的糙米Cd、Cu含量极显著高于二系杂交稻,而二系杂交稻糙米中Zn含量则显著高于三系杂交稻。不同遗传背景水稻品种糙米Cd、Cu、Zn含量也存在明显差异。相关分析结果表明,糙米中Cu、Cd含量间呈极显著正相关,Cu、Zn含量之间存在显著负相关,而Cd、Zn含量间的相关性不明显。     

Comparison of the physicochemical properties and ultrastructure of japonica and indica rice grains

The physicochemical properties and ultrastructures of japonica vs indica rice varieties and waxy vs nonwaxy rice varieties were compared. The viscogram values of the indica varieties were significantly higher than those of the japonica varieties. The gelatinization temperatures, breakdown, and setback were significantly lower for waxy than for nonwaxy rice varieties. Japonica rice exhibited lower hardness but higher adhesiveness than indica rice. The air space between individual starch granules was larger for waxy than for nonwaxy rice. The starch granules were compact in japonica rice, while the compound starch granules of indica rice were much smaller than those of japonica rice and were scattered widely in the endosperm. The protein bodies in japonica rice were concentrated near the cell wall, whereas those in indica rice were scattered around amyloplasts. These results suggest that the ultrastructure of rice affects the texture of the cooked product.     

分次施氮对水稻根际土壤微生物生态效应的影响

研究了分次施氮条件，施氮对水稻根际土壤微生物生态效应的影响，结果表明：水稻根际土壤微生物生态效应不仅仅受到根际土壤微生物的影响，同时也受到水稻生长状态的影响。一般来说，水稻生长旺盛的时候，水稻根系与根际土壤微生物竞争营养元素，导致水稻根际微生物活性的下降。在水稻生长周期内，水稻根际土壤微生物生物量C与根际土壤酶等变化不一致。分次施氮条件下，施氮对根际微生物生物量C、磷酸酶、脲酶、总蛋白和总酚有一定的影响，尤其是在水稻生长的后期，4次施氮全部完成后，施氮与不施氮表现出明显的差异。     

Variation of floral traits in Thai rice germplasm (<Emphasis Type="Italic">Oryza sativa</Emphasis>)

Floral traits play an important role in mating systems in flowering plant species. In rice, variation in floral traits has been established in a wide range of germplasm, but the variability of floral traits in Thai rice remains uncharacterized. Sixty-seven rice varieties that are cultivated throughout the country and two accessions of common wild rice were evaluated for nine floral traits to assess the extent of variation, and the differentiation of floral traits among groups of rice (improved rice varieties, selected traditional varieties, local traditional varieties and wild rice). The range of variation of all traits examined in Thai rice varied within the extent of variation that has been reported in other rice germplasm. Most of the floral traits observed in Thai rice have mean values similar to other reports, except in stamen traits, percentage of stigma exertion and the length of spikelet, which exhibited higher mean values than other germplasm investigations. Since these floral traits have a large contribution on outcrossing potential, Thai rice might have a greater chance of natural outcrossing compared to other cultivated rice germplasm. There is no clear differentiation in floral traits among groups of cultivated rice, but there are obvious differences in most of the floral traits between cultivated rice varieties and common wild rice, illustrated in the transformation of rice floral structures during domestication. The results have implications for outcrossing and spontaneous gene flow as well as a potential use in the parental lines for hybrid rice seed production.     

不同类型水稻种质氮素营养效率的变异分析

采用田间试验,在常规氮素管理下,以氮素吸收效率(NAE)、利用效率(NUE)和收获指数(NHI)为衡量指标,分析了国内外607份不同类型水稻种质氮素营养效率的变异状况。结果表明,水稻NAE、NUE和NHI存在显著的基因型差异,以NHI为最大和NAE为最小。不同类型水稻间的NAE、NUE和NHI未达显著差异,但籼型杂交稻NAE、NUE和NHI的变异小于常规籼稻和常规粳稻。相关分析表明,水稻NAE与NUE、NHI呈极显著负相关,NUE与NHI间无显著相关;水稻NUE和NHI与单株产量存在极显著的正相关,NAE与单株产量无显著相关。频数分析可知,常规籼稻NAE、NUE及NHI和籼型杂交稻NUE的种质频数分布呈典型正态曲线,低、高效种质较少,中效种质众多;常规粳稻NAE、NUE和NHI种质的频数分布呈近似正态分布,略偏向低效;籼型杂交稻NAE的种质频数分布离散程度较高和高效种质较多,NHI的种质频数分布呈近似正态分布和略偏低效。籼型杂交稻的NAE、NUE和NHI差异小而分布较集中,常规粳稻最分散,常规籼稻居中。不同类型水稻的氮素营养效率的极差很大,可分为若干组,各组间差异显著。     

冬季作物-双季稻轮作种植模式氮、磷、钾养分循环与产量可持续性特征

研究分析农业生态系统NPK养分循环和产量的可持续性,对实现养分资源优化管理和农业可持续发展具有重要意义。基于长期冬季作物-双季稻轮作种植定位试验,分析了2004—2017年冬闲-双季稻、马铃薯-双季稻、紫云英-双季稻、黑麦草-双季稻、油菜-双季稻等轮作种植模式早、晚稻产量的可持续性与稳定性;采用投入产出法（Input-Output Analysis）分析不同轮作种植模式NPK养分循环与平衡状况。结果表明：1）黑麦草-双季稻模式早稻产量变异系数与可持续性指数分别为0.09和0.81,说明稻田冬种黑麦草有利于促进早稻产量稳定性和可持续性的提高;油菜-双季稻模式晚稻产量变异系数与可持续性指数分别为0.07和0.82,说明稻田冬种油菜有益于晚稻产量稳定性和可持续性的提高;2）长期冬季作物-双季稻轮作种植未影响水稻产量和糙米NPK养分含量（P>0.05）;3）在稻田轮作种植周年内目前的NPK投入水平下,黑麦草-双季稻、紫云英-双季稻、油菜-双季稻、马铃薯-双季稻等模式均存在严重的K亏缺现象,K亏缺量分别为375.70 kg（K）·hm^-2、279.98 kg（K）·hm^-2、363.71 kg（K）·hm^-2、93.74 kg（K）·hm^-2;黑麦草-双季稻、紫云英-双季稻、油菜-双季稻等模式均在冬季作物种植季存在严重的K亏缺现象,K亏缺量分别为240.07 kg（K）·hm^-2、89.57 kg（K）·hm^-2、140.08 kg（K）·hm^-2,但马铃薯-双季稻模式在马铃薯种植季K盈余为255.21 kg（K）·hm^-2;同时黑麦草-双季稻模式和紫云英-双季稻模式均存在冬季作物种植季存在N亏缺,N亏缺量分别为59.47 kg（N）·hm^-2和89.17 kg（N）·hm^-2;油菜-双季稻模式和马铃薯-双季稻模式在晚稻种植季均存在严重的K亏缺现象,K亏缺量分别为45.93 kg（K）·hm^-2、124.33 kg（K）·hm^-2。冬季作物-双季稻轮作种植模式的养分循环是冬季作物和外部投入的NPK肥料共同驱动的养分循环,建议科学管理冬季作物和3季的NPK养分投入。     

农业气象因素影响稻瘟病发生分子机制初探

水稻是我国重要的粮食作物,由子囊菌(Magnaporthe oryzae)所引起的稻瘟病是水稻生产活动中的重要限制因子之一,每年给水稻生产造成巨大的经济损失。随着水稻及稻瘟菌全基因组测序工作的完成,水稻和稻瘟菌间的互作机制已日渐明朗。水稻对稻瘟菌的抗性主要来自于自身体内天然免疫机制对病原菌入侵的有效阻止,同时病原菌能够通过抑制水稻的基础免疫从而使易感水稻品种致病。稻瘟病的爆发和流行需要具备3个必要的条件:易感水稻品种、致病的稻瘟病菌群以及适宜致病的气象因素。因此气象因素是控制稻瘟病爆发和流行的一个十分重要的因素。本文立足于近年来的研究成果,从稻瘟菌侵染过程、稻瘟病发病过程及特征、水稻抗病机理等方面对水稻和稻瘟菌的互作机制进行了综述,同时分析了温度、光照、湿度等气象因素对稻瘟病菌致病和水稻抗病的影响,并初步对其影响稻瘟病爆发和流行的分子机制进行探讨,以寻求防治和控制稻瘟病发生、发展的最佳方法,为合理防控稻瘟病提供理论依据和帮助。